[发明专利]等离子体工艺腔室电弧放电的监测方法及系统

说明书

本发明提供了一种等离子体工艺腔室电弧放电的监测方法及系统，监测方法的特征在于，包括：在所述等离子体工艺腔室中定义多个监测区域；在等离子体工艺过程中，通过监测多个所述监测区域的等离子体辉光强度，判断出现电弧放电的监测区域。本发明通过在等离子体工艺腔室中定义多个监测区域，在等离子体工艺过程中，通过监测多个监测区域的等离子体辉光强度，判断是否有电弧放电发生，以及具体在哪个监测区域发生。本发明在等离子体工艺腔室出现电弧放电后能够精确定位其发生位置，使后续设备维护时能有助于分析发生电弧放电的原因，防止再发。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别是涉及一种等离子体工艺腔室电弧放电的监测方法及系统。

背景技术

在半导体制造领域，采用等离子体作为工艺介质的等离子体工艺已广泛应用于干法刻蚀、化学气相沉积等工艺制程中。在等离子体工艺过程中，工艺气体在射频电源的作用下等离子体化，并在待处理晶圆表面完成刻蚀或沉积等工艺过程。上述工艺过程对于工艺参数设置及腔室环境都有较高要求，如工艺参数设置不当，腔室内部件存在表面损伤，或者待处理晶圆表面残留了异常物质，就会在等离子体工艺过程中产生异常的电弧放电(arcing)现象。异常电弧放电不但会影响正常工艺，以致造成晶圆报废，还可能造成腔室部件损坏，增加设备的维护时间及成本。随着半导体制程的持续发展，在三维存储器等先进半导体器件中，高深宽比沟槽的刻蚀与薄膜沉积更倾向于采用高功率的射频电源进行等离子体工艺，这进一步增加了出现异常电弧放电的几率。

目前，针对等离子体工艺过程中的异常电弧放电，一般通过监控射频电源的反射功率以防止腔室中出现异常电弧放电。

然而，现有监控反射功率的方法只能从整体上大致反映出工艺腔室中是否存在异常电弧放电，并无法确定实际发生电弧放电的具体位置，这不利于电弧放电的原因排查和工艺改进。如能对电弧放电的位置进行精确定位，在后续设备停机维护时就能根据该位置所在的腔室部件及晶圆表面状况，进一步分析发生电弧放电的原因，例如晶圆表面有异常残留物或者腔室部件有损耗等。这将可以快速得出改进方案，防止再发，从而提升产品良率及设备产能。

因此，有必要提出一种新的等离子体工艺腔室电弧放电的监测方法及系统，解决上述问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种等离子体工艺腔室电弧放电的监测方法及系统，用于解决现有技术中无法对等离子体工艺过程中的电弧放电位置进行定位的问题。

为实现上述目的及其它相关目的，本发明提供了一种等离子体工艺腔室电弧放电的监测方法及系统，包括：其特征在于，在所述等离子体工艺腔室中定义多个监测区域；在等离子体工艺过程中，通过监测多个所述监测区域的等离子体辉光强度，判断出现电弧放电的监测区域。

作为本发明的一种可选方案，监测多个所述监测区域的等离子体辉光强度的方法包括，所述等离子体工艺腔室中安装有多个光传感器，通过所述光传感器检测等离子体辉光强度。

作为本发明的一种可选方案，所述光传感器与所述监测区域的数量相同，且每个所述光传感器对应一个所述监测区域，所述光传感器的感光面朝向其所对应的所述监测区域。

作为本发明的一种可选方案，多个所述监测区域在所述等离子体工艺腔室所处理的晶圆上的正投影包括多个等分的同圆扇形；多个所述光传感器在所述晶圆上的正投影位于同一圆周上。

作为本发明的一种可选方案，判断出现电弧放电的监测区域的方法包括：设置辉光强度阈值，当所述监测区域的等离子体辉光强度大于所述辉光强度阈值时，断定所述监测区域出现电弧放电。

作为本发明的一种可选方案，判断出现电弧放电的监测区域的方法包括：设置差值阈值，将多个所述监测区域中的一个监测区域设为比对区域，当所述比对区域的等离子体辉光强度与其他任一监测区域的等离子体辉光强度的平均值的差值大于所述差值阈值时，断定所述比对区域出现电弧放电。